معرفی آردوینو

آردوینو یک واژه ایتالیایی به معنی “دوست قوی” است. این نام به دلیل سادگی در استفاده و قیمت پایین پیاده‌سازی انتخاب شده است. قبل از توضیحات بیشتر درباره آردوینو، ابتدا باید یک تعریف مختصر از میکروکنترلرها داشته باشیم. همان‌طور که از نام این تجهیزات مشخص است، هدف آنها کنترل است و به دلیل اندازه کوچک، به آنها میکروکنترلر گفته می‌شود. در واقع میکروکنترلرها از طریق برنامه‌هایی که برای آنها نوشته می‌شود، سیگنال‌های الکتریکی مختلفی را دریافت کرده و با توجه به این سیگنال‌ها تصمیم‌های ویژه‌ای می‌گیرند.

عملکرد میکروکنترلرها

به‌عنوان مثال، مغز انسان نقش یک کنترل‌کننده را ایفا می‌کند. این کنترل‌کننده با توجه به اطلاعاتی که حسگرهای حیاتی مانند بویایی، لامسه، چشایی، شنوایی و بینایی در اختیار آن قرار می‌دهند، تصمیم‌هایی می‌گیرد. برای نمونه، وقتی دست انسان به یک جسم داغ برخورد می‌کند، حسگر لامسه میزان حرارت را به صورت یک سیگنال الکتریکی از طریق رشته‌های عصبی ارسال می‌کند و سپس مغز پس از دریافت سیگنال، واکنشی را از طریق همین رشته‌های عصبی به اندام‌های حرکتی ارسال می‌کند. بنابراین عملکرد و هدف میکروکنترلر مانند مغز است؛ یعنی از طریق تعدادی حسگر یا سنسور محیط را ارزیابی می‌کند، با توجه به رفتار محیط تصمیم می‌گیرد و سپس تصمیم خود را به محرک‌ها اعمال می‌کند.

نقش آردوینو

آردوینو به طور ساده یک “غذای آماده” است؛ یعنی وقت شما درگیر آشپزی نخواهد شد. به عبارت دیگر، آردوینو امکان برنامه‌نویسی و آماده‌سازی میکروکنترلر را در کمترین زمان ممکن برای شما فراهم می‌کند. اما چگونه؟ هر شخصی که بخواهد با میکروکنترلرها کار کند، هم درگیر برنامه‌نویسی نرم‌افزاری و هم راه‌اندازی سخت‌افزاری می‌شود. گاهی یک برنامه‌نویس زمان زیادی را برای انجام یک پروژه صرف می‌کند. ساختار برنامه‌نویسی برای سخت‌افزارهای مختلف یکسان است، اما لازم است برای سخت‌افزارهای مختلف قوانین ویژه‌ای را رعایت کرده و شناخت کافی از معماری داخلی آن سخت‌افزار داشت که این مسئله زمان زیادی می‌طلبد. آردوینو تحت پروژه “وایرینگ” این پیچیدگی‌ها را پنهان می‌کند، به‌طوری‌که برنامه‌نویس با حداقل شناخت از معماری آردوینو و توابع آماده، می‌تواند در کمترین زمان ممکن به هدف خود دست یابد.

محدودیت‌های آردوینو

همان‌گونه که اشاره شد، آردوینو یک غذای آماده یا فست فود است و نباید انتظار یک غذای کامل را از آن داشت. برد آردوینو برای کارهای صنعتی و تجاری تا اندازه‌ای مناسب نیست و تنها به شما کمک می‌کند که ایده و طرح خود را در یک محیط واقعی با کمترین هزینه و سریع‌ترین زمان آزمون کنید. اما چگونه طرح خود را تجاری کنیم؟ بعد از آزمون طرح و اطمینان از صحت عملکرد آن در شرایط مختلف، اکنون می‌توان برد مدار چاپی (PCB) طرح خود را که در برگیرنده معماری آردوینو است رسم کرده و آن را به یک شرکت مدار چاپی سپرد تا قطعات را روی آن نقشه برای شما چاپ کند.

معماری و نرم‌افزار آردوینو

معماری و نرم‌افزار آردوینو رایگان است و توسعه آن برای همه آزاد است. اشخاص و شرکت‌ها با توجه به معماری سخت‌افزاری آردوینو می‌توانند یک برد آردوینو بسازند و همراه نرم‌افزار آردوینو از آن برای انجام پروژه‌های مختلف الکترونیکی و دیجیتالی استفاده نمایند. هسته پردازشی آردوینو میکروکنترلرهای AVR و ARM از شرکت Atmel است. به دلیل سادگی و قیمت مناسب برد آردوینو، میلیون‌ها کاربر در سراسر جهان از آن استفاده می‌کنند.

نرم‌افزار آردوینو

نرم‌افزار آردوینو یک محیط یکپارچه است و امکانات مختلفی را در خود جای داده است. این نرم‌افزار به نام Arduino IDE شناخته می‌شود. از جمله امکاناتی که این نرم‌افزار کاملاً رایگان در اختیار کاربران قرار می‌دهد می‌توان به محیط نوشتن و ویرایش کدها، داشتن انواع مثال‌های کاربردی به صورت آماده، فراهم‌سازی محیط اشکال‌زدایی، مانیتورینگ یا نمایش در لحظه داده‌ها، دارا بودن تعداد زیادی کتابخانه مهم که به کارگیری آردوینو را آسان نموده است و ویژگی‌های دیگر که با کمی کار کردن با آن متوجه خواهید شد. شکل 1-1 محیط کار با نرم‌افزار آردوینو را نشان می‌دهد.

به برنامه‌ای که در محیط نرم‌افزار آردوینو نوشته می‌شود، Sketch گفته می‌شود. محیط برنامه‌نویسی آردوینو به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود:

Loop: دستوراتی که به‌صورت تکراری قرار است اجرا شوند، در این قسمت نوشته می‌شوند. این بخش جزء بدنه اصلی برنامه‌نویسی آردوینو است و به‌طور مداوم تا زمانی که برد آردوینو روشن است، اجرا می‌شود.

Setup: دستورات مربوط به راه‌اندازی در این قسمت نوشته می‌شوند و تنها یک بار اجرا می‌شوند. این بخش شامل تنظیمات اولیه مورد نیاز برای شروع برنامه است.

[1]Printed Circuit Boar​

بازدیدها: 17